cortex-A7核PWM实验--STM32MP157

实验目的：驱动风扇，蜂鸣器，马达进行工作

目录

一，PWM相关概念

有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

二，分析电路图，框图

三，分析RCC章节

1，确定总线连接

2，根据总线内容确定基地址

3.分析RCC章节所需寄存器

1，RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器

2，RCC_MP_APB1ENSETR寄存器

四，分析GPIO章节寄存器

1，GPIOx_MODER寄存器

2，GPIOx_AFRL寄存器

五，分析TIM4章节

 1，概述：​编辑

2，特点：

计数方式：

3.内部框图

4，捕获 / 比较寄存器 CCR（Capture / Compare 1register）

5，分频工作原理

6，分析TIM4寄存器

1，分析TIMx_CR1寄存器

2，分析TIMx_CCMR1寄存器

3，分析TIMx_CCER寄存器

4，分析TIMx_PSC寄存器

5，分析TIMx_ARR寄存器

6，分析TIMx_CCR1寄存器

六，风扇，马达

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一，PWM相关概念

PWM：（Pulse Width Modulation）脉冲宽度调制：是一种占空比可变的脉冲波形，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法

脉冲： 方波信号，高低电平变化会产生方波信号

周期：高低电平变化所需要的时间，单位ms

频率：周期和频率之间成倒数关系，单位：HZ，1s中可以产生多少个方波信号

占空比：在一个方波内，高电平占整个周期的百分比

有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

1，源不是电源，是震荡源

2，有源蜂鸣器内部有一个震荡源，高电平发出响声，编程给高低电平即可

3，无源蜂鸣器内部没有震荡源，需要特定的方波信号驱动进行工作，价格较便宜

4，本实验开发板有缘当无源使用，产生PWM方波

二，分析电路图，框图

1.根据扩展版原理图 网络编号：结合资源扩展板 对应引脚：

蜂鸣器：TIM4_CH1 === PB6

马达：TIM16_CH1  === PF6

风扇：TIM1_CH1    === PE9

2.实验以蜂鸣器为例

框图

 分析：

1，需要分析芯片手册 RCC/GPIO/TIM4章节

2，RCC：使能GPIOB组/TIM4组控制器

3，GPIO：1）设置复用功能， 2）设置复用功能TIM4_CH1

4，TIM4：产生PWM方波信号

三，分析RCC章节

1，确定总线连接

根据Memory and bus architecture 章节中 Memory map and register boundary addresses 篇确定GPIO总线：APB4;TIM总线：APB1

2，根据总线内容确定基地址

RCC：    0x5000 0000

GPIOB：0x5000 3000

TIM4：   0x4000 2000

根据基地址和寄存器的偏移量确定寄存器的地址： 寄存器地址 = 基地址 + 偏移地址

3.分析RCC章节所需寄存器

1，RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器

作用：使能GPIOB组控制器

地址：0x5000000 + 0xA28 = 0x50000A28

伪代码：RCC_MP_AHB4ENSETR [1] = 1

2，RCC_MP_APB1ENSETR寄存器

作用：使能TIM4组寄存器

地址：0x5000000 + 0xA00 = 0x50000A00

伪代码：RCC_MP_APB1ENSETR [2] = 1

四，分析GPIO章节寄存器

1，GPIOx_MODER寄存器

作用：设置GPIOB引脚模式为复用功能模式（共四种：输入，输出，复用，模拟）

地址：0x50003000 + 0x00 = 0x50003000

操作：GPIOB_MODER [13:12] = 10

2，GPIOx_AFRL寄存器

作用：设置GPIOB引脚复用功能为TIM4_CH1功能

地址：0x50003000 + 0x20 = 0x50003020

伪代码：GPIOB_AFRL [27:24] = 0010 （复用功能 根据 Pinouts, pin description and alternate functions章节确定要给定的值）

五，分析TIM4章节

 1，概述：

1，自动重载计数器，可编程分频器

2，输出方波

3，定时器预分频器，RCC时钟控制器预分频器

4，独立通道

2，特点：

1，16位递增，递减，递增/递减自动重载计数器

2，递增，递减：边沿对齐模式

3，递增/递减：中心对齐模式

计数方式：

例：递增计数器：驱动递增计数器时钟信号，每来一个时钟周期，计数器中的值进行加1操作，加到和递增计数器中的值相等以后，从0开始，开启下一个时钟周期

3.内部框图

1，系统提供时钟源209MHz，通过PSC(prescaler)预分频器分频，分频值为209分频（自定义）

2，定时器启动后，自动重载计数器ARR（Auto-reload register）中的值会自动加载到递减计数器CNT（counter）中

3，时钟信号驱动递减计数器进行工作，一个时钟周期内，计数器中数字连续减1操作，直到减到0后，自动重载计数器（ARR）中的值自动加载到递减计数器中，开启下一个时钟周期

4，捕获 / 比较寄存器 CCR（Capture / Compare 1register）

作用：     1，产生PWM方波

                2，当递减计数器（CNT）中的值和捕获比较寄存器（CCR）中的值相等之后，电平会发生翻转

5，分频工作原理

CK_PSC：系统提供的时钟源

CEN：使能信号

Timerclock = CK_CNT：计数器时钟

Counter register ：计数器寄存器

Update event（UEV）：更新事件

Prescaler control register：预分频控制寄存器

Prescaler buffer：分频器缓冲区

Prescaler counter：分频器计数器

TIMx_CR1寄存器中ARPE的值会影响自动重载计数器加载，=0，立即加载， =1，下一时钟周期加载

6，分析TIM4寄存器

1，分析TIMx_CR1寄存器

作用：初始化寄存器相关操作

地址：0x40002000 + 0x00 = 0x40002000

伪代码：

        TIM4_CR1[7] = 1  ==== 设置自动重载预加载寄存器（ARR）使能

        TIM4_CR1[6:5] = 00 ==== 边沿对齐模式（CNT采用递减模式，边沿对齐）

        TIM4_CR1[4] = 1 ====  设置计数器CNT设置为递减计数方式

        TIM4_CR1[0] = 1 ====  设置计数器CNT使能

2，分析TIMx_CCMR1寄存器

作用：配置比较捕获寄存器

地址：0x40002000 + 0x18 = 0x40002018

伪操作：TIM4_CCMR1 [16][6:4] = 0110 ==== 设置通道1比较捕获模式为PWM模式

TIM4_CCMR1 [3] = 1 ==== 设置捕获 / 比较寄存器预加载使能

TIM4_CCMR1 [1:0] = 00 ==== 设置输出通道为通道1

3，分析TIMx_CCER寄存器

作用：设置比较捕获寄存器（CCR）默认输出极性

地址：0x40002000 + 0x20 = 0x40002020

伪代码：TIM4_CCER [3][1] = 00 / 01 ==== 设置比较捕获寄存器，默认输出极性高/低电平（自定义）

TIM_CCER [0] = 1 ==== 设置比较捕获寄存器输出使能

4，分析TIMx_PSC寄存器

作用：设置系统时钟分频值

地址：0x40002000 + 0x28 = 0x40002028

伪代码：TIM4_PSC = 209 - 1 (自定义)

5，分析TIMx_ARR寄存器

作用：设置自动重载计数器（ARR）中的的值

地址：0x40002000 + 0x2C = 0x4000202C

伪代码：TIM4_ARR = 1000（自定义）

6，分析TIMx_CCR1寄存器

作用：设置捕获比较器（CCR）中的值

地址：0x40002000 + 0x34 = 0x40002034

伪代码：TIM4_CCR1 = 300（自定义）

六，风扇，马达

风扇和马达根据网络编号，通道和对应引脚编号更改寄存器中的值即可

另：马达不用设置CR1寄存器边沿对齐模式和递减计数方式

风扇和马达多一个寄存器BDTR

TIMx_BDTR

作用:主输出使能

地址：0x40002000 + 0x44 = 0x40002044

伪代码：TIMx_BDTR [15] = 1（x根据网络编号）